隧道涌水的原因分析及治理措施

李泽生

(贵州高速公路开发总公司，贵州 贵阳　550000)



隧道涌水的原因分析及治理措施

李泽生

(贵州高速公路开发总公司，贵州 贵阳550000)

摘要：隧道工程水文地质条件往往比较复杂，通常存在不同程度的渗漏水或涌水，其会填塞巷道、淹没设备，危及到隧道施工及后期运营安全。因此，加强对隧道涌水灾害的预测及治理，对于保证隧道工程质量具有十分重要的作用。结合相关实例具体探讨了隧道涌水的原因及治理措施。

关键词：隧道涌水；原因；治理措施

1工程概况

以某隧道为例，具体分析了涌水原因，并采取了相关治理措施。该隧道左线(ZK96+190～ZK98+625)全长2 435 m，右线(YK96+215～YK9R+640)，总共长达2 425 m。该隧道的纵坡属于单向坡，纵坡为2.8%。本工程在施工中并未出现过涌水事故。

2工程地质条件

2.1地层岩性、地质构造

本工程隧道施工区地层岩性较为简单，主要穿越地层是三叠系中统个旧组第4段(T2gd)，其岩性是角砾状灰岩以及白云质灰岩。该隧道处于杨子地台和华南地台接壤处，没有显著的差异性新构造运动，地质基本稳定。隧道围岩岩体存在一定的破碎情况，节理裂隙较发育，岩石呈现为不规则的菱形角砾状，完整性差。

2.2水文地质

该隧道所属区域存在季节性地表性水流，其补给来源为大气降水、地下泉水，排泄方式为垂直渗透、地表径流；该隧道地下水是岩溶裂隙水，裂隙较发育。根据当前的统计发现，隧道影响范围中存在5个流量为20～500 T/d泉眼、3口水井。地下水的补给来源为大气降水，主要赋存在基岩裂隙内。

3隧道突涌水、渗漏水

2012年6月18、19日，该隧道施工区域出现持续强降雨，造成隧道突涌水，详细情况为：(1)ZK98+044的左侧消防栓处产生了大股的涌水(20 000 m3/d)，水质浑浊；(2)ZK97+910～ZK98+090拱墙产生渗水，施工缝处渗水量更大；(3)ZK97+980左侧电缆桥架处出现喷水的情况，ZK98+008、ZK98+018拱顶出现滴水的情况。

6月28日情况如下所示：(1)ZK98+027拱顶预留洞室出产生了大股的涌水(见图2)，而边墙泄水孔处出水量降低；(2)ZK97+910～ZK98+090右侧电缆沟盖板上方2.5～3m处的防火涂料表面产生了一条裂缝。

4补充勘察成果

该工程隧道产生突涌水事故之后，得到了建设各方的重视，组织进行专项勘察，得到以下结果：

(1)该工程隧道主要穿越了三叠系中统个旧组第四段白云质灰岩以及内屑角砾状灰岩互层。

(2)隧道施工场地内存在张扭性断裂构造、张性断裂构造，且各种断裂构造交叉，控制地下水、沟谷溪流方向。

(3)隧道施工区域中的地表、地下水，都是向着隧道流动，对其储量进行粗略估算：动储量30万m3，静储量70万m3。隧道病害区位于地下水径流通道之上。

(4)利用探地雷达勘察发现，ZK97+880～ZK98+130隧道拱顶处存在透水松散层、富水区，其还向着左车道延伸。ZK97+900～ZK98+1 000隧道拱顶、左侧存在透水松散层。

(5)利用高密度电法勘察发现，该工程隧道施工周围存在大量低阻富水区。

(6)对探地雷达、高密度电法所得结构进行综合分析发现，该隧道工程4个纵剖面都存在带状低阻富水区，其为主相互对应，认为其在水平方向存在相互连通的排泄通道。

(7)在隧道10～15 m外，存在大量水体；在隧道6 m内，水体处在隧道两侧。

5突涌水、渗漏水的原因

(1)在进行本工程隧道施工勘察时，正处于缺雨干旱时期，这就使得隧道涌水量的预测不够准确，总体偏低；在隧道施工期间，该地区降水量较少，这也就导致围岩为出水或是出水量少，没有得到施工方的重视。

(2)在距离该隧道右侧100 m的地方，属于岩溶峰丛宽谷地貌，其具有低洼、易富集地表水的特点，存在小型溶洞、坍塌漏斗。因此，在受到连续强降雨的影响后，大量的地表水通过地下径流、水仓等方式，在隧道周围集聚，导致隧道突水。

(3)ZK97+880～ZK98+130隧道拱顶、拱腰围岩为透水松散层，因此当存在富水区时，隧道预留洞室、施工缝等位置出现突涌水。

6突涌水、渗漏水临时处理

该隧道出现突涌水事故后，因为对隧道运行安全产生了较大影响，因此采取了一些临时处理措施，具体如下所示：

(1)拦截地表水，引排二砌背后积水。首先，对路基右侧边坡截水沟继续拧施工，使得隧道洞顶排洪沟渠与其相接，从而避免山坡处的流水冲刷至洞顶并渗透。对于渗漏水情况十分严重的区域，应在电缆沟盖板上70 cm处钻泄水孔，同时做好泄水孔内流水的引排工作。

(2)首先，将隧道两侧的排水边沟清理干净，确保不存在淤积物，排水通畅。然后，把ZK98+040边墙及左侧消防栓处的流水引到排水边沟处；最周，利用高压水对路面进行冲洗，使隧道正常运营。

7突涌水、渗漏水治理

(1)在隧道局部突涌水的区域，将原二砌拆除，排水暗槽不动，进一步修复防排水体系。重新进行二衬，在新、旧二衬之间需布设置2道带注浆管遇水膨胀止水条。排水暗槽的宽、深分别为50 cm、30 cm，在其中间处与岩面垂直进行钻孔，两侧处与岩面形成45度角进行钻孔，要求孔深、环向间距分别为5 m、1 m。

(2)在渗漏水情况较为严重的区域，主要使用的是二砌混凝土、开槽钻孔、埋管引排的措施。槽的深度、宽度分别为25 cm、15 cm，由槽内对围岩进行钻孔施工，要求孔径达到10 cm，并且钻透二砌混凝土、初期支护。在槽中还要做好PVC管的预埋工作，使用快速水泥基胶泥将槽身填充，在其干燥之后，利用特种聚氨酯、丙烯酸对表面进行涂刷(3～4遍)，从而达到防水、防开裂的目的，最后涂上防火材料。

(3)在渗漏水区域，主要是在检修道上方70 cm的地方钻泄水孔，要求其孔深、孔径、泄水孔间距分别为5 m、1 cm、2.5 m(或是5 m)。

(4)针对二衬裂缝，需使用环氧树脂做压浆封闭；针对施工缝，需采用注浆止水措施，见图1。

图1　注浆止水示意图

8治理效果分析

2012年12月，该工程隧道突涌水处理工作全部结束，并开始投入正常运营。2013年雨季，该隧道并未出现突涌水等事故，未对周边居民成为产生不良影响。

9结语

总而言之，若是隧道范围主要分布可溶岩，褶皱、断裂发育，岩体破碎，岩溶强烈发育，隧道洞身多处于岩溶水平径流带，隧道施工通过断层、褶皱核部及可溶岩与非可溶岩接触带时，极易发生涌水、突泥等灾害。

参考文献：

[1]蔡俊华.山区高速公路隧道特大涌水病害治理[J].筑路机械与施工机械化，2009，26(8)：50-52.

[2]杨勇.隧道涌水整治施工技术[J].建筑知识：学术刊，2014，(2)：441-441.

[3]张炜，李治国，王全胜.岩溶隧道涌突水原因分析及治理技术探讨[J].隧道建设，2008，28(3)：257-262.

Causes and treatment measures of tunnel gushing

LI Ze-sheng

(Guizhou Highway Development Co., Ltd.，Guiyang, Guizhou 550000，China)

Abstract:Hydro geological conditions of tunnel engineering is complex, there are different degrees of leakage or gushing water, filling roadway, flooding the equipment, threatening to tunnel construction and operational safety. Therefore, to strengthen the prediction and management of tunnel water gushing disaster, has a very important practical significance for ensuring project quality of the tunnel. Combined with examples, the paper discusses causes and treatment measures of tunnel gushing.

Keywords:tunnel gushing; causes; treatment measures

中图分类号：U456.3+2

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)03-0116-02

作者简介：李泽生(1977-)，男，贵州盘县人，工程师，主要从事公路工程，道路桥梁，隧道施工管理方面的研究。

收稿日期：2015-08-21